Перейти к содержанию
Больше чем юмор, сильнее чем смех!

Вокруг Науки Техники


Рекомендуемые сообщения

  • Ответов 1,8 тыс
  • Создана
  • Последний ответ

Топ авторов темы

Топ авторов темы

Изображения в теме

Цитата

 

Фотосинтез улучшили на двадцать процентов.

Искусственный фотосинтез, собранный в водных микрокаплях, перерабатывает в несколько раз больше углекислого газа, чем растения.

Суть фотосинтеза в том, что углекислый газ с помощью энергии света превращается в глюкозу. В эту короткую фразу укладывается множество реакций и множество сложнейших молекул, не говоря уже о том, что у фотосинтеза есть много вариантов: например, кислород получается не при всяком фотосинтезе, некоторые фотосинтезирующие бактерии его не выделяют.

Но при всей сложности фотосинтеза в нём можно выделить фазу, которая идёт только на свету, и фазу, которая может идти в темноте. Световая фаза (которая сама делится на несколько этапов) – это уловление квантов света и превращение их энергии в химическую энергию молекул АТФ, или аденозинтрифосфата. Химические связи в АТФ легко рвутся, высвобождая много энергии, которую можно использовать в любых биохимических реакциях. И в темновой фазе фотосинтеза энергия АТФ расходуется на синтез из CO2 углеводной молекулы.

Главную роль тут играет фермент, которого сокращённо зовут РуБисКо (а вообще-то – рибулозобисфосфаткарбоксилаза). РуБисКо присоединяет молекулу углекислого газа к вспомогательной молекуле рибулозо-1,5-бисфосфат, и образующееся соединение подхватывают другие ферменты. То есть РуБисКо – тот самый, кто вовлекает СО2 в органическую жизнь.

Но работает этот фермент медленно, даже слишком медленно – он использует всего 5–10 молекул в минуту. Собственно, он ограничивает рост растений: если бы РуБисКо работал быстрее, то и биомасса прирастала скорее (хотя РуБисКо есть не только у растений). И вот несколько лет назад исследователи из Института наземной микробиологии Общества Макса Планка модифицировали один из бактериальных ферментов РуБисКо так, что он стал работать в 10 раз быстрее. Кроме того, модифицированный фермент дополнили ещё шестнадцатью ферментами из девяти различных организмов, чтобы все вместе они образовали единую цепочку – получился CETCH-цикл (CETCH – аббревиатура из названий разных промежуточных веществ, которые получаются в ходе цикла).

Следующим шагом было соединить CETCH-цикл со световой фазой. Для этого взяли тилакоидные мембраны из листьев шпината. Тилакоиды – мембранные пузырьки, которые находятся в хлоропластах; мембраны тилакоиды усажены ферментами, которые выполняют светозависимые реакции фотосинтеза. Известно, что тилакоиды могут жить и работать вне растительной клетки, и в статье в Science описано, как тилакоиды удалось совместить с белками ускоренного CETCH-цикла.

Ферменты CETCH и тилакоиды заключали в крохотные водяные капельки; пропорции ферментов в этих каплях можно было менять по своему усмотрению, и производить тысячи микрокапель с одинаковым составом. В итоге удалось оптимизировать общий рецепт так, чтобы темновой CETCH-цикл и световые реакции тилакоидов сочетались друг с другом с наибольшей эффективностью. С энергетической точки зрения улучшенный фотосинтез оказался в среднем на 20% эффективнее, чем фотосинтез растений.

Тут нужно уточнить, что CETCH-фотосинтез заканчивался не глюкозой – в капельках получалась гликолевая, или гидроксиуксусная, кислота. Впрочем, здесь важно то, что углекислый газ в принципе удалось втянуть в органические соединения, и что это получается делать с намного большей эффективностью, чем у обычных растений.
Гликолевую кислоту используют в различных хозяйственных отраслях, из неё можно делать другие органические вещества, так что микрокапли с улучшенным фотосинтезом могут стать обычным делом на предприятиях органического синтеза (где они заодно будут поглощать большое количество углекислого газа).
Кроме того, авторы работы не исключают, что весь процесс можно модифицировать так, чтобы на выходе получалась какая-нибудь другая органика – например, молекулы-предшественники лекарств, или растительные гормоны, или что-нибудь ещё. Правда, тут стоит помнить и об экономической выгоде: всё-таки растительные мембраны, которые трудятся в микрокаплях, не очень долговечны, а получать их заново из того же шпината – не очень простая задача. Впрочем, может быть и мембраны удастся заменить на что-то искусственное и недорогое.

 

 

Ссылка на комментарий
Поделиться на другие сайты

Цитата

 

Найден эффективный механизм архивирования данных

Исследователи из Университета Нью-Йорка и IBM открыли новый механизм, который позволяет более эффективно архивировать данные.

Ученым удалось найти механизм, который позволяет управлять направлением вращения электронов, что в свою очередь, позволяет контролировать записанные биты. По словам Джонатана Снау из IBM, это открытие снизит количество энергии и уменьшит место, необходимые для хранения информации.

Новое открытие находится в области спинтроники и затрагивает механизм перемещения электронов в магнитных материалах. В данном исследовании ученые применили планарный эффект Холла в ферромагнитном проводнике, чтобы контролировать такое же направление оси спин-поляризации.

Таким образом, открытый учеными механизм, позволит создавать устройства для хранения информации нового типа.

 

 

Ссылка на комментарий
Поделиться на другие сайты

Цитата

 

В США запустили первый завод по производству зеленого водорода.

Компания Solena Group запустила первый коммерческий проект, стоимостью около 55 млн долларов США в городе Ланкастер, штат Пенсильвания. Solena — одна из компаний, которая уже несколько лет ищет способы дешевого производства водорода без образования вредных выбросов. Они хотят стать главным поставщиком экологически чистого топлива, которое в будущем может заменит нефть и газ.

«Если мы продолжим производить энергию так, как мы это делали, то через 50 лет нашу планету нельзя будет узнать. Мы рады находить новые способы производства зеленого топлива и распространить наши идеи по всей стране», — отметили в компании.

Энергетическая компания будет производить водород с помощью технологии плазменного нагрева — этот метод впервые разработали в НАСА. Для него применяют специальные факелы, в которых при протекании электрического тока через разрядный промежуток образуется плазма, используемая для обработки материалов.

Водород давно рассматривается в качестве перспективного технологического направления долгосрочного хранения энергии. Однако исследователи отметили свои преимущества — они могут хранить излишки в твердом материале — борогидриде натрия. Он может впитывать водород, как губка, а затем выделять его обратно.

 

 

Ссылка на комментарий
Поделиться на другие сайты

Цитата

 

Бутылки из биоразлагаемого пластика скоро могут стать повседневной реальностью

Есть вероятность, что в скором времени пиво и безалкогольные напитки можно будет пить из бутылок, подобных пластиковым, но сделанных из полностью растительного биоразлагаемого материала.

Биохимическая компания Avantium из Голландии начинает поиск инвестиций в новаторский проект по производству пластика из растительных сахаров, а не из ископаемого топлива. Генеральный директор компании Том ван Акен (Tom van Aken) надеется до конца года привлечь крупных инвесторов для создания ведущего в мире завода по производству биопластиков. Завод будет построен рядом с уже построенным небольшим демонстрационным заводом. На заводе будут разлагать устойчивые растительные сахара, полученные из пшеницы, кукурузы и свёклы, на простые химические структуры, которые затем можно будет перестроить для образования нового пластичного материала. Сначала завод будет производить 5000 тонн пластика в год, а затем, по мере роста спроса на биоразлагаемые пластики, повысит объёмы производства. Со временем планируется начать добывать сахара из биологических отходов, чтобы не спровоцировать значительные изменения в цепочке производства пищевых продуктов.

Инициатива была заявлена в январе этого года, и уже удалось заручиться поддержкой группы пивных ритейлеров Carlsberg, которые в октябре прошлого года выставили проект пивной биоразлагаемой бутылки из плотной бумаги — но внутренний слой, необходимый, чтобы бутылка не протекала, оставался из полиэтилентерефталата (сокращённо — ПЭТ), из которого делают большинство пластиковых бутылок на сегодняшний день (он производится из возобновляемого сырья, но не является биоразлагаемым, то есть, бутылка при такой технологии не являлась бы полностью биоразлагаемой). Carlsberg в проекте биоразлагаемой бутылки планирует сменить материал внутренней облицовки с ПЭТ на биопластик от компании Avantium.

Paper-Bottle-with-PEF-prototype-1140x868.jpg
Бумажная бутылка от Carlsberg.

Проект поддержали также Coca-Cola и Danone, которые надеются «застолбить» за собой место в производстве будущего, в котором будет недопустимо продолжать загрязнять природу неразлагающимся пластиком или полностью полагаться на ископаемые ресурсы.

Каждый год мир производит по 300 миллионов тонн пластика из ископаемых ресурсов. Большая часть этого пластика не подвергается переработке и частично оседает на дне океана в виде микрочастиц, которые не разложатся еще сотни лет. То есть, проблема замусоривания природы и загрязнения океана напрямую связана с производством больших объёмов неперерабатываемого пластика.

Материал от Avantium достаточно крепок и эластичен, чтобы из него делать тару для газированных напитков. В отличие от большинства пластиков, материал от Avantium не использует невозобновляемых ресурсов, в отличие от ПЭТ он разлагается в компосте за один год, а в природе — за два-три. К тому же материал может быть переработан.

Бутылки из такого пластика могут появиться на прилавках к 2023 году. Однако стоит учитывать, что это не первый когда-либо предложенный биоразлагаемый пластик, и что многие новаторские экопроекты в недавнем прошлом терпели неудачу из-за сопротивления на разных уровнях производственной цепи.

 

 

Ссылка на комментарий
Поделиться на другие сайты

Цитата

 

Биологи доказали, что растения помогают друг другу в тяжелых условиях.

Биологи из Тюбингского университета создали и проверили на практике модель, демонстрирующую, что произрастающие в одном месте растения в трудных условиях оказывают друг на друга положительное воздействи

Биологи доказали, что растения помогают друг другу в тяжелых условияхRod Waddington, CC BY-SA 2.0

Ученые исходили из существующих эмпирических исследований, согласно которым растения в условиях, например, слишком соленой почвы или слишком высокой температуры, скорее помогают другу, чем конкурируют между собой. «При сильной жаре, к примеру, большие растения делятся тенью с маленькими, и те могут лучше расти», — говорит одна из авторов исследования профессор Катя Тильбергер. Однако в нормальных условиях такие взаимоотношения вполне могут перерастать и в конкуренцию.

В созданной ими математической модели тюбингские биологи совместили два основных фактора — плотность произрастания и стрессовые условия. В результате они выяснили, что при стрессе наличие соседей приносит растениям пользу, и только при очень высокой плотности возникает конкуренция.

Теоретическую модель ученые успешно проверили на практике, проведя ряд экспериментов с выращиванием в почве с разной степенью солености резуховидки Таля — растения, часто используемого в биологических исследованиях. В искусственно засоленной почве резуховидки, имевшие много соседей, росли гораздо лучше, в то время как редко посаженные растения заметно больше страдали от тяжелых условий, а многие из одиночных погибли. При этом высаженные в нормальную почву растения оказывали на своих соседей негативное влияние как на конкурентов.

Авторы исследования уверены, что разработанная ими модель имеет широкое применение и может быть использована для прогнозирования реакции растений на стрессовые условия, в том числе, на повышение температуры и засухи в условиях глобального изменения климата.

 

 

Ссылка на комментарий
Поделиться на другие сайты

  • 2 недели спустя...
Цитата

 

Новый робот легко обыгрывает человека в настольный хоккей

Андрей Хоркин спроектировал робота, овладевшего всеми премудростями игры в настольный хоккей и способного забросить шайбу в ворота из любой точки поля.
Новый робот легко обыгрывает человека в настольный хоккей

За прошедшие годы инженеры предпринимали множество попыток роботизировать хорошо знакомый нам настольный хоккей. Однако Андрей Хоркин посвятил себя гораздо более сложной задаче. Ему удалось сконструировать робота, который не просто умеет играть в игру, но и достиг в этом фантастического мастерства, что позволяет машине забивать шайбу практически с любой точки на поле.

Для человека и настольный футбол, и настольный хоккей представляются весьма хаотичным развлечением, во время которого нельзя ни на секунду утратить концентрацию. Но роботу куда проще ориентировать в происходящем, особенно если у него есть доступ к камере, обозревающей весь игровой стол. В случае настольного футбола все обстоит куда проще: движения мяча весьма предсказуемы из-за того, что он подпрыгивает, а молниеносная реакция машины позволяет всегда перемещать «весло» с футболистами так, чтобы отбить снаряд.

В случае же настольного хоккея все немного сложнее. Шайба движется намного менее плавно, а фигурки игроков создают на поле настоящий частокол дополнительных препятствий. Из-за многочисленных нюансов у Хоркина ушло 18 месяцев на то, чтобы достигнуть цели, но его работа впечатляет:


Робот оснащен парой двигателей и ползунковых механизмов, один из которых перемещает фигурки игроков по заданной траектории, в то время как второй вращает «весло» с определенной скоростью, контролируя силу удара. Системой оперирует пользовательское ПО, запущенное на обычном компьютере. Программа также позволяет выводить картинку с HD-камеры, обозревающей игровое поле. Чтобы запрограммировать своего робота на слаженную координацию действий в любой момент игры, Хоркин создал модель машинного обучения, которая за шесть месяцев отточила игровые навыки для совершенства.
В результате у профессиональных игроков появился достойный конкурент, обладающий феноменальной точностью и координацией. Новичков машина побеждает с изяществом и легкостью, которую ожидаешь от опытного «настольного» хоккеиста. Мы надеемся, что автор проекта не остановится на достигнутом, и в будущем у нас появится шанс взглянуть на поединок робота и человека на одном поле.

 

 

Ссылка на комментарий
Поделиться на другие сайты

Цитата

 

Самую высокую в мире башню из дерева построят в Сиднее

Компания стоимостью несколько миллиардов долларов построит самое высокое в мире офисное здание из гибридной древесины. Преимущества проекта: экологичность и новый способ организации рабочего пространства.
Самую высокую в мире башню из дерева построят в Сиднее

869a5256d49bf5bae0a18aa5084e5302_fitted_800x3000.jpeg


Компания Atlassian, разрабатывающая программное обеспечение, в четверг представила проект здания под новую штаб-квартиру в Сиднее. Башня в 40 этажей высотой 180 метров будет самой высокой башней, построенной из дерева. Массив дерева состоит слоев хвойных пород, спрессованных вместе. Фасад здания будет выполнен из стали и стекла и украшен садами на открытом воздухе для отдыха сотрудников.

906490ac8dddbd3bffd06fed2da23dcc_ce_1024x546x0x11_cropped_800x427.jpeg

Подобные здания постепенно входят в моду среди компаний-гигантов. Гонка за экологичностью и создание рабочего пространства, учитывающего нужды сотрудников, — основные приоритеты при строительстве подобных конструкций.

e18c2676b6c1acd4a9b09ccfe622774e_fitted_800x3000.jpeg

Проект башни подготовили архитекторы из Нью-Йорка и Австралии. В компании заявили, что энергоснабжение здания будет на 100% обеспечено возобновляемыми источниками — солнечными батареями, установленными на фасаде. Начало строительства запланировано на следующий год, окончание — на 2025. Башня станет центром нового технологичного уголка в деловом квартале Сиднея.

Atlassian была основана в 2001 году Майком Кэннон-Бруксом и Скоттом Фаркухаром. Сейчас стоимость гиганта оценивается, по данным Forbes, в 12 миллиардов долларов. Фаркухар отметил, что рабочее пространство нового здания, рассчитанное на 4 тысячи сотрудников, будет устойчивым и гибким, а инженеры и дизайнеры учтут требования к рабочим местам после пандемии COVID-19. «Мы создаем пространство для будущего мира, а не мира сегодняшнего», — поделился лидер Atlassian.

 

 

Ссылка на комментарий
Поделиться на другие сайты

  • 3 недели спустя...
Цитата

 

Первый электродвигатель на основе сверхпроводимости испытали в России

Новая силовая установка получает энергию полностью от аккумуляторов.

9497e165d3ca9b54aedf76e4f8462626_ce_1350x720x0x117_cropped_800x427.jpg

Первый электродвигатель на основе сверхпроводимости испытали в РоссииФонд перспективных исследований

С 2016 года в России Фондом перспективных исследований и ЗАО «СуперОкс» ведётся работа по созданию высокотемпературного электродвигателя на сверхпроводниках и в 2020 году прошли испытания первого в мире аккумуляторного (новая батарея высокой мощности) электродвигателя на базе технологий высокотемпературной сверхпроводимости.

«В рамках совместного проекта Фонда перспективных исследований и ЗАО «СуперОкс» впервые в мире осуществлены лабораторные испытания элементов авиационной интегрированной электроэнергетической системы на основе единой высокотемпературной сверхпроводниковой (ВТСП) платформы, состоящей из аккумуляторной батареи, ВТСП-кабеля, ВТСП-токоограничивающего устройства и ВТСП-электродвигателя», — сообщает РИА Новости.

Перспективную силовую установку проверили на стенде, сымитировав взлёт и посадку, заряд и разряд батареи в полёте, аварийные режимы эксплуатации. Ожидается, что в дальнейшем интегрированная электроэнергетическая система войдёт в состав экспериментальной авиационной гибридной силовой установки для будущих электрических вертолётов и самолётов. Работу над такой установкой ведёт Центральный институт авиационного моторостроения имени Баранова. Этот гибридный силовой агрегат российские специалисты испытать собираются не позднее 2021 года.

Напомним, ранее «Популярная механика» в отдельном материале детально рассказывала о зарубежных и российских проектах по переводу самолётов на электрическую тягу, а также создании различных летательных аппаратов на электричестве.

 

 

Ссылка на комментарий
Поделиться на другие сайты

  • 2 недели спустя...
  • 2 недели спустя...

Присоединяйтесь к обсуждению

Вы можете написать сейчас и зарегистрироваться позже. Если у вас есть аккаунт, авторизуйтесь, чтобы опубликовать от имени своего аккаунта.

Гость
Ответить в этой теме...

×   Вставлено с форматированием.   Вставить как обычный текст

  Разрешено использовать не более 75 эмодзи.

×   Ваша ссылка была автоматически встроена.   Отображать как обычную ссылку

×   Ваш предыдущий контент был восстановлен.   Очистить редактор

×   Вы не можете вставлять изображения напрямую. Загружайте или вставляйте изображения по ссылке.


×
×
  • Создать...